ÖBB 2095 - Teil 4
Umbau auf Li-Ionen-Akkus, und LED-Licht
Der Akkupack
Da zwei Motoren paralle versorgt werden müssen, sind auch zwei Akkupacks nötig. Für die ÖBB 2095 bietet sich eigentlich an, alle Akkuzellen in Reihe zu schalten, um die Lok auch mit der vorbildlichen Höchstgeschwindigkeit fahren zu lassen. Aber ...
... um 6 Zellen vom Li-Ionen-Wächter abzutrennen, wird ein mindestens 6-poliger Schalter benötigt. Weiterhin müßte ein Step-Down-Regler eingefügt werden, der mindestens 3 A Strom liefert, damit die Akkupackspannung von bis zu 25 V heruntergeregelt wird auf 14 V, die der Fahrregler maximal verträgt.
Das alles kann man umgehen, wenn mit maximal 45 km/h statt der maximalen 60 km/h Vorbildgeschwindigkeit gefahren wird, denn dann muss das Akkupack lediglich aus 3 Zellen in Reihe bestehen und es kann ein einfach 3-poliger Schalter verwendet werden.
Ich habe mich für die zweite Version entschieden, also zwei Akkupacks parallel geschaltet zu je 3 Zellen in Reihe. Dabei genügt es aber nicht, einfach beide Packs paralle zu schalten. Es müssen auch die einzelnen Zellen verbunden werden die parallel zueinander sind. Nur so können die Zellen beim Laden ballanciert werden.
Austausch der Lampen gegen LEDs
Die notwendigen Arbeiten sind recht einfach. Die bisherigen Lampen werden vom Kabel abgetrennt und stattdessen eine warmweiße LED samt Widerstand angeschlossen.
Der Widerstand ergibt sich aus der vorliegenden Betriebsspannung. Auf jeden Fall kann er deutlich höher ausfallen, um die LEDs nicht so grell erscheinen zu lassen. Letztlich sind die Stirnlampen keine Scheinwerfer, sondern Signallampen.
Die Hutze wieder aufgesetzt. Lediglich ein wenig Farbe am Dach fehlt, um den Umbau zu verdecken.
Das Laden erfolgt dann wie sonst auch bei Li-Ionen-Akkus:
Das Balancerkabel wird an das Ladegerät angeschlossen, die Ladekabel mit den weiterhin an der Lok vorhandenen Ladebuchsen verbunden.
Der Akkueinbau
Der bisherige Bleiakku ist mittig angeordnet. Die neuen Akkus werden hingegen auf die Bleigewichte der Lok montiert.
Dadurch wird auch die Struktur des Lokrahmens entlastet, da sie erheblich leichter sind, sich das Gewicht aber auch besser verteilt, bzw. direkt auf den Fahrgestellen lastet.
Die Akkupacks werden bei diesem Umbau zusammengelötet. Li-Ionen-Zellen können durchaus zusammengelötet werden. Das erfordert aber einige Übung und muss schnell geschehen, damit sich die Akkus nicht zu sehr aufheizen. Die jeweils maximal zulässige Temperatur beim Entladen sollte nicht überschritten werden.
Bei den hier verwendeten Zellen sollen es daher nicht mehr als 60 °C sein. Das jeweilige Datenblatt ist zu beachtet..
Die Akkus werden von Akkuschalen gehalten, die wiederum direkt auf dem Lokballast geschraubt werden. Dazu werden die Schrauben etwas gekürzt.
Dachumumbau
Als praktische Öffnung für das Balancerkabel bietet sich diese Hutze an, die beim Modell eingesetzt und nur leicht verklebt ist. Durch das darunter liegende Loch passt gerade ein 4-poliges Balancerkabel.
Die Klemmstege müssen etwas zurecht gefeilt werden, damit diese kleine Platine dazwischen passt.
Die Platine dient später als Halter für den Stecker des Balancerkabels. Die einzelnen Bahnen müssen gegeneinander und die Stiftreihen ebenfalls gegeneinander isoliert werden. Dazu werden die Leiterbahnen durchtrennt oder sogar abgefräst.
Die Platine wird mit Knetkleber fixiert. Nun müssen die einzelnen Stifte noch durchgemessen werden, damit sichergestellt ist, dass sie keinerlei Verbindung untereinander haben. Andernfalls kommt es später zum Kurzschluß, bei dem mehrere Ampere Strom fließen können, der die Leitungen des Balancerkabels schmelzen lassen kann.
Hier ist das Balancerkabel bereits an der Hutze befestigt. Es kann leicht abgezogen und neu aufgesteckt werden.
Der neue Schaltplan
Der Umbau auf Li-Ionen-Akkus erfordert einige Modifikationen an der Elektronik, denn diese Stromspeicher sind sehr effizient, müssen aber etwas anders gehandhabt werden als die bisher in der ÖBB 2095 verbauten Bleiakkus
Li-Ionen-Akkus sollen nicht ohne eine Überwachungselektronik betrieben werden, damit eine Entladung unterhalb der zulässigen Mindestspannung vermieden wird. Hierbei geht es um 1/10 Volt. Deshalb wird ein Akkuwarner mit in das Schaltbild aufgenommen. Gleichzeitig muss dieser vollständig abschaltbar sein, da der Warner nicht vom Kabel abgezogen werden kann und selbst Strom verbraucht, wenn die Lok nicht Betrieben wird. Ein dreipoliger Umschalter erfüllte diese Anfordungen. Weiterhin muss ein Balancer-Anschluss herausgeführt werden, um die Einzelzellen des Akkupacks beim Laden überwachen zu können.
Die LED beleuchtet. Durch den höheren Widerstand erscheint das Licht auch etwas mehr eingefärbt.
Die Beleuchtung bei leicht gedimmten Zimmerlicht und ...
... und bei Dunkelheit. Das Licht reicht sogar, um den Führerstand ein wenig zu erhellen, so wie die bisherige Glühlampe es auch getan hat..
Fazit
Wie üblich am Ende meiner Berichte will ich auch etwas über die bisherigen Erfahrungen mit dem jeweiligen Umbau berichten.
Die Höchstgeschwindigkeit des Vorbilds (60 km/h) wurde auch mit dem Bleiakku nicht erreicht. Mit den Li-Ionen-Akkus liegt sie bei 45 - 50 km/h beim Vorbild, ausreichend für den schweren Streckendienst. Wer die Lok schneller fahren will, muss die oben beschriebene Variante für eine höhere Fahrspannung wählen.
In diesem vorliegenden Beispiel schafft die Lok mit 6 angehängten zweiachsigen Personenwagen auf meiner Anlage eine Fahrzeit von gut 4,5 Stunden. Das ist deutlich mehr als die bisherigen 2 bis 3 Stunden mit dem Bleiakku. Nur die Li-Ionen-Akkus sind deutlich leichter und halten die Spannung weit besser.über den gesamten Entladezeitraum.
Wenn sich eine gute Möglichkeit ergibt, ein Balancerkabel für 6 Zellen unterzubringen und wahlweise auf den Akkuwarner aufzustecken, werde ich die Zellen doch noch alle in Reihe schalten. Warten wir’s einfach einmal ab ...
Auch hier gilt am Ende des Berichts:
Viel Spaß bein Nachbau!
Das kleine Teil wird vorsichtig herausgehebelt. Da die Lok schon an die 40 Jahre auf dem Buckel hat, ist der Kleber mürbe geworden, was die Arbeit erleichtert.
Das Balancerkabel wird auf eine kleine Platine gelötet, die ebenfalls auf ein Gewicht geschraubt wird.
Es ist dabei auf eine gute Isolierung zu achten. Die Leiterbahnen untereinander müssen deutlich getrennt sein und das Schraubenloch ebenfalls gegen die Leiterbahnen. Hierzu schleife ich die Leiterbahnen um das Loch herum weg.
Außerdem wird die Platine zum Gewicht hin mit einer nicht leitenden Platte isoliert.
(C) 2011 - 2018 Holger Gatz - Impressum - Datenschutzerklärung
blog.holger-gatz.de
